Karasal manyetizmanın temel unsurları. Karasal manyetizma

Ana özelliklere manyetik alan Karasal manyetizmanın unsurları olarak adlandırılan dünya şunları içerir: toplam gerilim vektörünün Нт gerilim (Нт), yatay (Н) ve dikey (Z) bileşenleri, manyetik sapma(D) ve eğim (I). Toplam gerilim vektörünün yönü, manyetik kuvvet çizgilerinin yönünü belirler; yani, her bir noktada N vektörünün kendilerine teğet olarak yönlendirildiği çizgiler. Manyetik sapma, coğrafi meridyenin yönü ile H vektörü (veya manyetik meridyenin yönü) arasındaki açıdır. Manyetik iğne coğrafi meridyenden sağa saparsa, sapma doğu (veya pozitif) olarak adlandırılır, sola doğru ise sapma batı (negatif) olacaktır. Eğim aradaki açıdır yatay düzlem ve toplam yoğunluk vektörü N t. I değeri –90 0 (Güney Yarımküre) ila +90 0 ( Kuzey Yarımküre Bu nedenle, Нt vektörü Dünya yüzeyine doğru yönlendirildiğinde, eğim pozitif kabul edilir ve Dünya'dan yukarı doğru - negatif olarak kabul edilir.

Karasal manyetizmanın unsurları, karada, denizlerde, okyanuslarda ve atmosferde yapılan manyetik araştırmalar sırasında dünyanın çeşitli noktalarında ölçülür. Rusya'daki ilk manyetik araştırma 1586'da Pechora Nehri'nin ağzında gerçekleştirildi. 1917'de zaten 8.000 anket vardı; 1931 – 1936 döneminde 12.000 ölçümün alındığı genel bir manyetik araştırma yapıldı. 1950'ye gelindiğinde manyetometrik noktaların sayısı 26.000'e ulaştı. Ölçüm sonuçları, herhangi bir elementin (H, Z, D, I) izolinlerdeki uzaysal dağılımını yansıtan manyetik haritalar biçiminde sunuldu. İlk harita Halley (1700) tarafından yapılmıştır. Haritalar belirli bir zamanda bölgeler ve bir bütün olarak dünya için yapılmıştır, yılın ortası (1 Temmuz) böyle bir an olarak seçilmiştir - bu böyledir. manyetik çağ denir. Dünya haritaları İngiltere, Rusya ve ABD tarafından oluşturulmuştur. Haritalara ek olarak bir manyetik veri kataloğu da derleniyor.

D değerlerinin izolinlerine izogon denir. İzogon haritası meridyenlerin seyrini andırır: izogonlar bir bölgeden çıkar ve neredeyse karşıt olan başka bir bölgede birleşir. Kutupların yakınında birleşen meridyenlerden farkı, her yarım kürede izogonların iki yakınsama alanının bulunmasıdır: biri manyetik kutup, diğeri coğrafi kutuptur. Orada D değerleri ±180 0 aralığında değişmektedir.

çizgiler eşit değerler I – izoklinler. İzoklinik haritalar bir enlem eğrileri ailesidir. Sıfır izoklin (manyetik ekvator) dolaşır küre ekvatora yakın, Güney Amerika bölgesinde 15 0 uzaklaşıyor Güney manyetik kutbu bölgesinde (Kuzey Yarımküre) I = +90 0, Kuzey manyetik kutbu bölgesinde (Güney Yarımküre) I =. -90 0.

H ve Z'nin eşit değerlerine sahip çizgiler izodinlerdir. İzodin (Z) haritaları izoklin haritalarını tekrarlar: manyetik ekvatorda Z = 0; Z = N t = 48-55 A/m kutuplarında. Yatay bileşen Нт – Н'nin değerleri kutuplarda Н = 0'dan manyetik ekvatorda Н = 32 A/m'ye kadar değişir, burada Н = Нт.

İzopore haritaları herhangi bir EEM'nin yer değiştirme oranını gösterir. MPZ'nin tam dolaşım süresi yaklaşık 2 bin yıldır.

Dünyanın şekilleri ve boyutlarıyla ilgili ilk fikirler eski zamanlarda ortaya çıktı. Antik düşünürler (Pisagor – V yüzyıl M.Ö., Aristoteles – III. yüzyıl M.Ö. ve diğerleri) gezegenimizin küresel bir şekle sahip olduğu fikrini dile getirdiler.

Dünya ekvatora göre simetrik değildir: Güney Kutbu Ekvator'a kuzeyden daha yakın konumdadır. Dünya iki eksenli değil, üç eksenli bir elipsoiddir.

Şu anda hesaplamalar için Dünya'nın şekli alınmaktadır. Krasovsky'nin elipsoidi. Bu verilere göre ekvator yarıçapı Dünya 6.378.245 km, kutup yarıçapı – 6.356,863 km, kutupsal sıkıştırma – 1/298.25. Dünyanın hacmi 1,083 10 12 km 3 ve kütlesi – 6·10 · 27 g Yer çekiminin ivmesi kutupta 983, ekvatorda 978 cm/s2'dir. Dünyanın yüzey alanı yaklaşık 510 milyon km2 olup bunun %70,8'i Dünya Okyanusları ve %29,2'si okyanuslardır. – kara. Okyanusların ve kıtaların dağılımında bir asimetri vardır. Kuzey Yarımküre'de bu oran %61 ve Güney Yarımküre'de %39'dur. – %81 ve %19.

İÇ YAPI. Dünyanın katmanlarının özellikleri.

Diğer birçok gezegen gibi Dünya da katmanlı bir iç yapıya sahiptir. Gezegenimiz üç ana katmandan oluşuyor. İç katman- bu çekirdek, dıştaki yer kabuğu ve aralarında manto var.

Çekirdek orta kısım Dünya'nın 3000-6000 km derinliğinde bulunmaktadır. Çekirdeğin yarıçapı 3500 km'dir. Bilim adamlarına göre çekirdek iki bölümden oluşuyor: dış kısım muhtemelen sıvı ve iç kısım katıdır. Çekirdek sıcaklığı yaklaşık 5000 derecedir. Modern temsiller Gezegenimizin çekirdeğine ilişkin bilgiler, uzun süreli araştırma ve elde edilen verilerin analizi yoluyla elde edildi. Böylece gezegenin çekirdeğinde karakteristik sismik özelliklerini belirleyen demir içeriğinin %35'e ulaştığı kanıtlandı. Çekirdeğin dış kısmı, elektriği iyi ileten dönen nikel ve demir akışlarıyla temsil edilir.

Küresel manyetik alan yaratıldığından, Dünya'nın manyetik alanının kökeni tam olarak çekirdeğin bu kısmıyla bağlantılıdır. elektrik akımları, içeri akıyor sıvı madde dış çekirdek. Çok yüksek sıcaklıktan dolayı dış çekirdek, mantonun kendisiyle temas halinde olan alanları üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bazı yerlerde Dünya yüzeyine doğru muazzam ısı ve kütle akışları ortaya çıkıyor. İç çekirdek Dünya katıdır, aynı zamanda yüksek sıcaklık. Bilim adamları, çekirdeğin iç kısmının bu durumunun çok güçlü bir şey tarafından sağlandığına inanıyorlar. yüksek basınç Dünyanın merkezinde, 3 milyon atmosfere ulaşıyor. Dünya yüzeyinden uzaklık arttıkça, çoğu metalik duruma geçen maddelerin sıkışması artar.

Ara katman (manto) çekirdeği kaplar. Manto gezegenimizin hacminin yaklaşık %80'ini kaplar, en büyük kısmıdır. en Toprak. Manto çekirdekten yukarı doğru yerleştirilmiştir, ancak Dünya yüzeyine ulaşmaz; dışarıdan yer kabuğuyla temas halindedir. Temel olarak manto malzemesi, yaklaşık 80 km kalınlığındaki üst viskoz tabaka dışında katı haldedir. Burası astenosfer, tercümesi Yunan dili"zayıf top" anlamına gelir. Bilim adamlarına göre manto malzemesi sürekli hareket ediyor. Uzaklık olarak yer kabuğuçekirdeğe doğru manto maddesi daha yoğun bir duruma geçer.

Dış tarafta manto, güçlü bir dış kabuk olan yer kabuğuyla kaplıdır. Kalınlığı okyanusların altındaki birkaç kilometreden, sıradağlardaki onlarca kilometreye kadar değişir. Yerkabuğu sadece %0,5'ini oluşturur toplam kütle gezegenimizin. Kabuğun bileşimi silikon, demir, alüminyum oksitleri içerir. alkali metaller. Kıtasal kabuk üç katmana ayrılır: tortul, granit ve bazalt. Okyanus kabuğu tortul ve bazaltik katmanlardan oluşur.

Dünyanın litosferi, yerkabuğu ile mantonun üst tabakasının birleşiminden oluşur. Litosfer tektonik yapılardan oluşur. litosferik plakalar astenosfer boyunca yılda 20 ila 75 mm hızla "kayıyor" gibi görünüyor. Birbirlerine göre hareket eden litosferik levhaların boyutları farklıdır ve hareketin kinematiği levha tektoniği tarafından belirlenir.

TOPRAK MANYETİZMASI, ÖNEMİ. TOPRAK MANYETİZMASININ ELEMANLARI.

Dünya, kuzey NM ve güney SM kutuplarına sahip devasa bir mıknatıstır. Dahası manyetik kutuplar gerçek veya coğrafi olanlarla örtüşmemekle kalmıyor, aynı zamanda gözlemlerin gösterdiği gibi zamanla yerleri de değişiyor.

Dünyanın manyetik alanının, belirli bir alana yerleştirilen manyetik kütle birimine etki ettiği kuvvete denir. manyetik alan kuvveti ve kuvvet çizgilerine teğetler boyunca dünyanın manyetik alanının herhangi bir noktasına yönlendirilen bir vektör ile karakterize edilir.

Herhangi bir noktada etki eden yersel manyetizma kuvveti genel durum yatay ve dikey olmak üzere iki bileşene ayrılabilir.

Dünyanın manyetizmasının tüm unsurları zamanla değişir, dolayısıyla haritalar belirli bir yılı gösterir ve dünyanın manyetizma elemanlarındaki yıllık değişikliklerle gösterilir.

Navigasyonda manyetik sapma en yüksek değerÇünkü manyetik pusula kullanılırken denizde gerçek yönlerin belirlenmesinde dikkate alınması gerekir.

Manyetik pusulanın hareketi, Dünya'nın manyetik alanının kullanımına ve manyetik pusula iğnesinin üzerine monte edilmesine dayanır. dikey eksen, pratikte bu eksen etrafında bir serbestlik derecesine sahiptir ve dünyanın manyetizmasının yatay bileşeni yönünde ayarlanır. Bu bileşenin değeri H = T cos 0 ifadesiyle belirlenir (bkz. Şekil 12) ve pusula iğnesini manyetik meridyen düzleminde tutan kuvvetin büyüklüğünü karakterize eder.

DÜNYA MANYETİZMASI (jeomanyetizma), Dünya'nın ve Dünya'ya yakın manyetik alan uzay; Dünyanın manyetik alanını ve ilgili olayları inceleyen jeofizik dalı (manyetizma) kayalar, tellürik akımlar, auroralar, Dünyanın iyonosferindeki ve manyetosferindeki akımlar).

Dünyanın manyetik alanı çalışmasının tarihi. Manyetizmanın varlığı eski çağlardan beri bilinmektedir. İlk pusulanın Çin'de ortaya çıktığına inanılıyor (görünüş tarihi tartışmalı). 15. yüzyılın sonlarında H. Columbus'un yolculuğu sırasında manyetik sapmanın Dünya yüzeyindeki farklı noktalar için farklı olduğu tespit edildi. Bu keşif karasal manyetizma biliminin gelişiminin başlangıcı oldu. 1581 yılında İngiliz araştırmacı R. Norman, pusula iğnesinin, kaynağı Dünya yüzeyinin altında bulunan kuvvetler tarafından belirli bir şekilde döndürüldüğünü öne sürdü. Bir sonraki önemli adım, W. Gilbert'in “On the Magnet” adlı kitabının 1600'de ortaya çıkmasıydı. manyetik cisimler ve büyük mıknatıs - Dünya hakkında”, burada karasal manyetizmanın nedenleri hakkında bir fikir verildi. 1785 yılında, C. Coulomb tarafından önerilen tork yöntemine dayalı olarak manyetik alan gücünü ölçmek için bir yöntem geliştirilmeye başlandı. 1839'da K. Gauss, gezegenin manyetik alan vektörünün yatay bileşenini ölçme yöntemini teorik olarak doğruladı. 20. yüzyılın başında Dünya'nın manyetik alanı ile yapısı arasındaki bağlantı belirlendi.

Gözlemler sonucunda yerkürenin mıknatıslanmasının aşağı yukarı tek biçimli olduğu ve Dünya'nın manyetik ekseninin dönme eksenine yakın olduğu tespit edildi. Nispeten olmasına rağmen büyük hacimli deneysel veriler ve çok sayıda teorik araştırma karasal manyetizmanın kökeni sorunu tam olarak çözülmedi. 21. yüzyılın başlarında, Dünya'nın manyetik alanının gözlemlenen özellikleri, hidromanyetik dinamonun fiziksel mekanizmasıyla ilişkilendirilmeye başlandı (bkz. Manyetik hidrodinamik), buna göre, gezegenler arası uzaydan Dünya'nın çekirdeğine nüfuz eden ilk manyetik alan Gezegenin sıvı çekirdeğindeki maddenin hareketi sonucu güçlenip zayıflayabilir. Alanı geliştirmek için böyle bir hareketin belirli bir asimetrisinin varlığı yeterlidir. Amplifikasyon süreci, mevcut gücün artması nedeniyle ortamın ısıtılması için kayıplardaki artış, hidrodinamik hareketi nedeniyle gelen enerji akışını dengeleyene kadar devam eder. Kendiliğinden uyarılan bir dinamoda elektrik akımı ve manyetik alan üretilirken de benzer bir etki gözlemlenir.

Dünyanın manyetik alan gücü. Herhangi bir manyetik alanın bir özelliği, H yoğunluğunun vektörüdür - ortama bağlı olmayan ve sayısal olarak boşluktaki manyetik indüksiyona eşit olan bir değer. Dünyanın kendi manyetik alanı (jeomanyetik alan), oluşturulan alanların toplamıdır. çeşitli kaynaklar. Genel olarak gezegenin yüzeyinde H T manyetik alanının şunlardan oluştuğu kabul edilir: dünyanın tekdüze mıknatıslanmasının yarattığı alan (dipol alanı, H 0); dünyanın derin katmanlarının heterojenliği ile ilişkili alan (küresel anormallikler alanı, Ha); mıknatıslanma nedeniyle alan üst parçalar yer kabuğu (H k); alan adı verildi dış nedenler(NV); varyasyon alanları (δН), aynı zamanda dünya dışında bulunan kaynaklarla da ilişkilidir: Н Т = Н о + Н к + Н а + Н в + δН. H 0 + H k alanlarının toplamı Dünya'nın ana manyetik alanını oluşturur. Gezegenin yüzeyinde gözlemlenen alana katkısı %95'ten fazladır. Anormal H a alanı (H'nin H t'ye katkısı yaklaşık %4'tür) bölgesel nitelikteki bir alana (bölgesel anomali) bölünmüştür ve aşağıdakilere kadar uzanır: geniş alanlar ve yerel karakterli bir alan (yerel anormallik). H 0 + N k + Na alanlarının toplamına genellikle normal alan (H n) adı verilir. H in, Ho ve Hk ile karşılaştırıldığında küçük olduğundan (H t'nin yaklaşık %1'i), normal alan pratik olarak ana manyetik alanla çakışır. Gerçekte gözlemlenen alan (eksi δH değişim alanı) normal ve anormal manyetik alanların toplamıdır: N t = N n + H a. Dünya yüzeyindeki alanı bu iki parçaya bölme sorunu belirsizdir çünkü bölme işlemi gerçekleştirilebilir. sonsuz sayı yollar. Bu sorunu açık bir şekilde çözmek için, Dünya'nın manyetik alanının her bir bileşeninin kaynakları hakkında bilgi gereklidir. 21. yüzyılın başlarında, anormal manyetik alanın kaynaklarının, Dünya'nın yarıçapına kıyasla küçük derinliklerde bulunan mıknatıslanmış kayalar olduğu tespit edildi. Ana manyetik alanın kaynağı, Dünya'nın yarıçapının yarısından daha fazla bir derinlikte bulunur. Çok sayıda deneysel veri oluşturmamıza olanak sağlar matematiksel model Dünyanın manyetik alanı, yapısının resmi bir çalışmasına dayanmaktadır.

Karasal manyetizmanın unsurları. Ht vektörünü bileşenlerine ayırmak için genellikle şunu kullanırlar: dikdörtgen sistem saha ölçüm noktası O'daki orijin ile koordine edilir (şekil). Bu sistemde Ox ekseni coğrafi meridyen boyunca kuzeye, Oy ekseni doğuya paralel olarak yönlendirilir ve Oz ekseni yukarıdan aşağıya dünyanın merkezine doğru yönlendirilir. HT'nin Ox eksenine izdüşümüne alanın kuzey bileşeni, Oy eksenine izdüşümüne doğu bileşeni ve Oz eksenine izdüşümüne dikey bileşen denir; sırasıyla X, Y, Z ile gösterilirler. H t'nin xy düzlemine izdüşümü H olarak gösterilir ve alanın yatay bileşeni olarak adlandırılır. H t vektörü ve Oz ekseninden geçen dikey düzleme manyetik meridyen düzlemi denir ve coğrafi ve manyetik meridyenler arasındaki açı, D ile gösterilen manyetik sapmadır. H vektörü, Oz yönünden saparsa Öküz ekseni doğuya doğru ise sapma pozitif olacaktır (doğu eğimi) ve batıya doğru ise negatif (batı eğimi) olacaktır. Manyetik meridyen düzleminde Н ve Нт vektörleri arasındaki açıya manyetik eğim denir ve I ile gösterilir. Нт vektörü yukarıdan aşağıya doğru yönlendirildiğinde eğim I pozitiftir. dünyanın yüzeyi Dünyanın Kuzey Yarımküresinde meydana gelen ve Ht yukarıya doğru yönlendirildiğinde negatiftir, yani Güney Yarımküre. Sapma, eğim, yatay, dikey, kuzey, doğu bileşenlerine karasal manyetizma elemanları denir ve bunlar Ht vektörünün sonunun koordinatları olarak kabul edilebilir. çeşitli sistemler koordinatlar (dikdörtgen, silindirik ve küresel).

Dünyevi manyetizmanın hiçbir unsuru zaman içinde sabit kalmaz; büyüklükleri saatten saate ve yıldan yıla değişir. Bu tür değişikliklere karasal manyetizma elemanlarındaki varyasyonlar denir (bkz. Manyetik varyasyonlar). Kısa bir süre içinde (yaklaşık bir gün) meydana gelen değişiklikler periyodiktir; periyotları, genlikleri ve evreleri son derece çeşitlidir. Elementlerin ortalama yıllık değerlerindeki değişiklikler monotondur; periyodiklikleri ancak çok uzun bir gözlem periyodundan sonra (onlarca ve yüzlerce yıl civarında) ortaya çıkar. Manyetik indüksiyondaki yavaş değişimlere seküler değişimler denir; değerleri yaklaşık 10-8 T/yıl'dır. Elementlerin dünyevi varyasyonları, yerkürenin içinde bulunan alan kaynaklarıyla ilişkilidir ve Dünya'nın manyetik alanıyla aynı nedenlerden kaynaklanır. Periyodik nitelikteki kısa süreli değişimler, Dünya'ya yakın ortamdaki (bkz. İyonosfer, Manyetosfer) elektrik akımlarından kaynaklanır ve genlik bakımından büyük farklılıklar gösterir.

Dünyanın manyetik alanıyla ilgili modern çalışmalar. 21. yüzyılın başlarında karasal manyetizmaya neden olan aşağıdaki nedenleri belirlemek gelenekseldi. Ana manyetik alanın kaynağı ve onun dünyevi değişimleri gezegenin çekirdeğinde yer almaktadır. Anormal alan, ince tabakadaki kaynakların birleşiminden kaynaklanmaktadır. üst katman Dünya'nın manyetik olarak aktif kabuğu denir. Dış alan, Dünya'ya yakın uzaydaki kaynaklarla ilişkilidir. Dış kökenli alana değişken denir elektromanyetik alan Dünya sadece manyetik değil aynı zamanda elektriksel olduğu için. Ana ve anormal alanlar sıklıkla “sabit jeomanyetik alan” ortak terimi altında birleştirilir.

Temel Çalışma Yöntemi jeomanyetik alan- manyetik alanın mekansal dağılımının ve Dünya yüzeyindeki ve Dünya'ya yakın uzaydaki değişimlerinin doğrudan gözlemlenmesi. Gözlemler, uzayın çeşitli noktalarında karasal manyetizma unsurlarının ölçülmesiyle ilgilidir ve manyetik araştırmalar olarak adlandırılır. Çekimin yapıldığı yere bağlı olarak karasal, deniz (hidromanyetik), havadan (havadan manyetik) ve uyduya ayrılırlar. Araştırmanın kapsadığı bölgenin büyüklüğüne bağlı olarak küresel, bölgesel ve yerel araştırmalar birbirinden ayrılmaktadır. Ölçülen öğelere bağlı olarak araştırmalar modüler (alan vektörünün modülünün ölçüldüğü T-anketleri) ve bileşen (bu vektörün yalnızca bir veya birkaç bileşeni ölçülür) olarak ikiye ayrılır.

Dünyanın manyetik alanı güneş plazmasının akışından etkilenir. güneş rüzgarı. Güneş rüzgarının Dünya'nın manyetik alanı ile etkileşimi sonucunda, Dünya'nın manyetosferini sınırlayan, Dünya'ya yakın manyetik alanın (manyetopoz) dış sınırı oluşur. Manyetosferin şekli, enerjisinin bir kısmı içine giren ve Dünya'ya yakın uzayda bulunan mevcut sistemlere aktarılan güneş rüzgarının etkisi altında sürekli değişmektedir. Bu mevcut sistemlerin etkisiyle zamanla Dünya'nın manyetik alanında meydana gelen değişikliklere jeomanyetik değişimler denir ve hem süreleri hem de lokalizasyonları bakımından farklılık gösterir. Çok var çeşitli türler her biri kendi morfolojisine sahip olan geçici varyasyonlar. Güneş rüzgarının etkisi altında, Dünya'nın manyetik alanı bozulur ve Güneş yönünde, yüzbinlerce kilometre boyunca uzanan, Ay'ın yörüngesinin ötesine geçen bir "iz" kazanır.

Dipol manyetik moment Dünya yaklaşık 8·10 · 22 A·m2'dir ve sürekli olarak azalmaktadır. Gezegenin yüzeyindeki jeomanyetik alanın ortalama indüksiyonu yaklaşık 5.10-5 T'dir. Dünyanın ana manyetik alanı (daha az bir mesafede) üç yarıçap Dünya'nın merkezinden itibaren) şekli eşdeğer alanın alanına yakındır. manyetik dipol Merkezi, Dünya'nın merkezine göre koordinatları 18° olan bir nokta yönünde yaklaşık 500 km kaydırılmış olan kuzey enlemi ve 147.8° doğu boylamı. Bu dipolün ekseni Dünya'nın dönme eksenine 11,5° eğimlidir. Jeomanyetik kutuplar, karşılık gelen coğrafi kutuplardan aynı açıyla ayrılır. Ayrıca güney jeomanyetik kutbu Kuzey Yarımküre'de bulunmaktadır.

Dünyanın manyetizma elemanlarındaki değişikliklerin büyük ölçekli gözlemleri, küresel bir ağ oluşturan manyetik gözlemevlerinde gerçekleştirilmektedir. Jeomanyetik alandaki değişimler özel cihazlarla kayıt altına alınmakta, ölçüm verileri işlenerek dünya veri toplama merkezlerine gönderilmektedir. İçin görsel temsil karasal manyetizma unsurlarının mekansal dağılımının resimleri, izolin haritalarının oluşturulması, yani haritadaki noktaları birleştiren eğriler aynı değerler dünyevi manyetizmanın bir veya başka unsuru (haritalara bakın). Aynı manyetik sapma noktalarını birleştiren eğrilere izogonlar, aynı manyetik eğimlere sahip eğrilere izoklinler adı verilir ve Ht vektörünün özdeş yatay veya dikey, kuzey veya doğu bileşenlerine karşılık gelen bileşenlerin izodinamiği denir. Eşit alan değişikliklerinin çizgilerine genellikle izoporlar denir; eşit alan değerlerine sahip çizgiler (anormal alan haritalarında) izoanomalidir.

Karasal manyetizma çalışmalarının sonuçları, Dünya'yı ve Dünya'ya yakın alanı incelemek için kullanılır. Kayaların mıknatıslanma yoğunluğunun ve yönünün ölçülmesi, jeomanyetik alandaki zaman içindeki değişimin değerlendirilmesini mümkün kılar; bu, kayaların yaşını belirlemek ve litosferik plakalar teorisini geliştirmek için anahtar bilgi görevi görür. Madenlerin manyetik keşfinde jeomanyetik değişimlere ilişkin veriler kullanılır. Dünya yüzeyinden bin veya daha fazla kilometre uzaklıktaki Dünya'ya yakın uzayda, manyetik alanı sapıyor kozmik ışınlar, gezegendeki tüm yaşamı sert radyasyondan koruyor.

Yanan: Yanovsky B.M. Karasal manyetizma. L., 1978; Kalinin Yu. D. Laik jeomanyetik değişimler. Novosibirsk, 1984; Kolesova V.I. Analitik yöntemler manyetik haritacılık. M., 1985; Parkinson W. Jeomanyetizmaya giriş. M., 1986.

Manyetik olarak Dünya, iki kutbuyla büyük boyutlu ancak gücü zayıf bir mıknatıstır.

Dünyanın manyetik kutupları coğrafi kutuplara nispeten yakındır. Gözlemler manyetik kutupların sabit kalmadığını,
ve yavaş yavaş coğrafi kutuplara göre konumlarını değiştirirler. Böylece 1600 yılında kuzey manyetik kutbu coğrafik kutuptan 1300 km uzaktayken, şu anda yaklaşık 2000 km uzaktadır. Coğrafi koordinatlar 1965'teki manyetik kutuplar şunlardı: kuzey için = 72° K, ? = 96° B, güney için mi? = 70° G, ? =150° Doğu.

Pozitif manyetizmanın güney manyetik kutbunda, negatif manyetizmanın ise kuzeyde yoğunlaştığına inanılmaktadır. Dünyanın etrafındaki alan, güney manyetik kutbundan yayılan, tüm dünyayı çevreleyen ve kuzeyde kapanan manyetik kuvvet çizgileriyle kaplıdır (Şek.)

Dünyanın her noktasındaki manyetik alanı, gücünün büyüklüğü ile karakterize edilir. T yani pozitif manyetizma birimine etki eden kuvvet ve bu kuvvetin yönü. Vektör T
teğetsel olarak yönlendirilmiş Güç hattı. Bu nedenle, eğer bir noktada A serbestçe asılı bir manyetik iğne yerleştirin, ekseni vektör yönünde bulunacaktır T . Bu durumda manyetik iğne ufuk düzlemine göre eğilecek ve reddedilecektir.
gerçek meridyen düzleminden uzakta.

Serbestçe asılı bir manyetik iğnenin ekseni ile yatay düzlem arasındaki dikey açıya manyetik birikim denir. BEN . Manyetik kutuplarda eğim maksimumdur ve 90°'ye eşittir; kutuplardan uzaklaştıkça azalır, örneğin Murmansk'ta 77°, Odessa'da 62° vb., 0°'ye ulaşıncaya kadar. Dünya yüzeyinde manyetik eğimin 0 olduğu noktalara manyetik ekvator denir. Manyetik ekvator, dünyanın ekvatorunu iki noktada kesen düzensiz bir eğridir.

Serbestçe asılı bir manyetik iğnenin ekseninden geçen dikey düzleme manyetik meridyen düzlemi denir. Gerçek ufuk düzlemi ile kesişme noktasında, bu düzlem manyetik meridyenin çizgisini veya basitçe manyetik meridyeni N M -S M'yi oluşturur.

Genel olarak manyetik meridyenin düzlemi gerçek meridyenin düzlemiyle çakışmaz. Manyetik meridyen düzleminin dünya yüzeyindeki belirli bir noktada gerçek meridyen düzleminden saptığı açıya manyetik sapma denir. D.

Manyetik sapma, ufuk düzleminde gerçek meridyenin kuzey kısmından Ost veya W'ye, manyetik meridyenin kuzey kısmına kadar ölçülür. Aynı zamanda eğer kuzey kısmı manyetik meridyen gerçek meridyenden E'ye sapmışsa, bu sapmaya E adı (çekirdek) veya artı işareti, W'ye ise W (haberci) veya eksi işareti verilir. (pirinç)

Manyetik sapma değeri farklı noktalar dünyanın yüzeyi farklıdır. Dünya gemiciliğinin çoğu yerinde 0 ila 25° arasında değişir, ancak yüksek enlemlerde, manyetik kutuplara yakın yerlerde birkaç onlarca dereceye ulaşabilir ve aynı manyetik ve coğrafi kutuplar 180°.

Dünya manyetizmasının tam gücü T yatay olarak yerleştirilebilir N ve dikey Z bileşenler (şekil) Yatay bileşen N Manyetik iğneyi manyetik meridyen düzlemine yerleştirir ve bu konumda tutar. Formüllerden, eğimin manyetik ekvatorda olduğu açıktır. BEN = 0, yatay bileşenin maksimum değeri vardır, yani. N - T ve dikey Z = 0. Bu nedenle, manyetik pusulanın ekvatorda ve yakınında çalışması için koşullar en uygunudur. I= 90° olan manyetik kutuplarda, N = 0, a Z = T , manyetik pusulaçalışmıyor.

Miktarlar T , BEN , D , N Ve Z navigasyon için en önemli olanı manyetik sapma olan karasal manyetizma unsurları olarak adlandırılır. D .

Karasal manyetizmanın unsurları

Dünya bir bütün olarak devasa bir küresel mıknatıstır. Dünyayı ve yüzeyini çevreleyen uzayın herhangi bir noktasında manyetik kuvvet çizgilerinin hareketi tespit edilir. Başka bir deyişle, Dünya'yı çevreleyen uzayda, kuvvet çizgileri Şekil 19.1'de gösterilen bir manyetik alan yaratılmaktadır. Kuzey manyetik kutbu güney coğrafi kutbunda, güney manyetik kutbu ise kuzeyde yer almaktadır. Dünyanın manyetik alanı ekvatorda yatay olarak, manyetik kutuplarda ise dikey olarak yönlendirilir. Dünya yüzeyinin diğer noktalarında dünyanın manyetik alanı belli bir açıyla yönlendirilir.

Dünyanın herhangi bir noktasında manyetik alanın varlığı, manyetik bir iğne kullanılarak belirlenebilir. Manyetik bir iğne asarsanız N.S. bir iplik üzerinde L(Şekil 19.2), askı noktası okun ağırlık merkezi ile çakışacak şekilde, daha sonra ok, Dünya'nın manyetik alanının kuvvet çizgisine teğet yönünde kurulacaktır. Kuzey yarımkürede güney ucu Dünya'ya doğru eğimli olacak ve ok ekseni ufukla eğim açısı yapacaktır. Q(manyetik ekvatorda eğim 0'dır). Ok ekseninin bulunduğu dikey düzleme manyetik meridyenin düzlemi denir. Manyetik meridyenlerin tüm düzlemleri düz bir çizgide kesişir N.S. ve Dünya yüzeyindeki manyetik meridyenlerin izleri manyetik kutuplarda birleşiyor N Ve S. Manyetik kutuplar coğrafi kutuplarla çakışmadığı için ibrenin ekseni coğrafi meridyenden sapacaktır.

Manyetik alan dairesel akım

Teoriye göre merkezdeki manyetik alan kuvveti HAKKINDA uzunluk elemanı tarafından oluşturulan dl yarıçaplı dairesel dönüş R akımın içinden aktığı yer BEN Biot-Savart-Laplace yasasıyla belirlenebilir

, (19.1)

Ve vektör kaydı bu yasa şuna benziyor

.

Bu ifadede: R– iletken elemandan çizilen yarıçap vektörünün modülü dl söz konusu alan noktasına; 1/4 P- formülün SI birim sisteminde yazılması için orantı katsayısı.

Söz konusu örnekte, yarıçap vektörü mevcut elemana diktir ve modüldedir. yarıçapa eşit dön yani

Ve

(19.2)

Manyetik alan kuvveti vektörü, vektörlerin bulunduğu çizim düzlemine dik olarak yönlendirilir ve gimlet kuralına göre yönlendirilir.

Bir noktada oluşturulan manyetik alanların tüm vektörleri HAKKINDAçizim düzlemine dik olarak tek yönde yönlendirilmiş akıma sahip dairesel bir bobinin farklı bölümleri.

Bu nedenle, ortaya çıkan alanın o noktada gücü HAKKINDAşu şekilde hesaplanabilir:

. (19.3)

SI sistemindeki manyetik alan kuvveti şu şekilde ölçülür: Araç.